(57)【要約】【課題】  ＰＣグラウトのＰＣシース管への充填度を容易、確実に検出できるようにする。【解決手段】  複数の送信アンテナを順次切り替えてＰＣ床版中に送信波を放射し、その反射波を複数の受信アンテナ２２ａ〜２２ｎによって受信する。エコー抽出部６２は、受信アンテナ２２の出力信号から反射波に対応した受信信号を抽出し、信号処理部７０に送出する。信号処理部７０の各反射強度演算器９２ａ〜９２ｎは、ＰＣ床版の深さに対応させた反射強度を求め、チャンネルメモリ８４に書き込む。三次元画像作成部８６は、チャンネルメモリ８４のデータを読み出し、ＰＣ床版内の反射強度の分布を表す三次元画像を求める。透視画像作成部８８は、三次元画像作成部８６が求めた三次元画像に基づいて、ＰＣシース管の長さ方向に見た透視画像を作成して表示部７２に表示する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ構造物中に送信波を放射し、その反射波を受信して前記ＰＣ構造物中における反射強度の分布を求め、前記強度分布に基づいて、前記ＰＣ構造物中のＰＣシース管の長手方向に見た透視画像を作成し、前記透視画像からＰＣグラウトの前記ＰＣシース管への充填度を検出することを特徴とするＰＣグラウトの充填度検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＰＣグラウトの充填度検出方法において、
前記透視画像は、前記ＰＣシース管の長手方向に沿って所定長さごとに作成することを特徴とするＰＣグラウトの充填度検出方法。
【請求項３】
ＰＣ構造物中に送信波を放射する複数の送信アンテナと、
これら各送信アンテナの放射した前記送信波の前記ＰＣ構造物中からの反射波を受信する複数の受信アンテナと、
前記各送信アンテナと前記受信アンテナとの少なくともいずれか一方を前記ＰＣ構造物の表面に沿って移動させる移動手段と、
この移動手段の位置を検出する位置検出部と、
前記各受信アンテナが受信した前記反射波と前記位置検出部の検出信号とに基づいて、前記ＰＣ構造物中の前記送信波の反射強度分布を求めるとともに、求めた反射強度分布に基づいて、前記ＰＣ構造物中のＰＣシース管の長手方向に見た透視画像を求める透視画像作成部と、
を有することを特徴とするＰＣグラウトの充填度検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載のＰＣグラウトの充填度検出装置において、
前記透視画像作成部は、前記ＰＣシース管の長手方向に沿って所定長さ方向ごとの透視画像を作成することを特徴とするＰＣグラウトの充填度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレストレスコンクリート（ＰＣ）構造物の検査方法に係り、特にポストテンション方式におけるＰＣシース管内に充填したＰＣグラウトの充填度の評価に好適なＰＣグラウトの充填度検出方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＣ構造物を形成するＰＣ工法は、コンクリートへのストレスの与え方によってプレテンション方式とポストテンション方式とに大別することができる。プレテンション方式は、コンクリート型枠内に張力を与えたＰＣ鋼材を配置し、その周囲にコンクリートを打設する。そして、コンクリートが固結したならば、ＰＣ鋼材に与えていた張力を開放する。これにより、ＰＣ鋼材が縮まろうとすることによるプレストレスがコンクリートに与えられる。
【０００３】
一方、ポストテンション方式は、ＰＣ鋼材を通すシース管を型枠内に配置してコンクリートを打設する。そして、コンクリートが固結したならば、ＰＣシース管（以下、単にシース管ということがある）にＰＣ鋼材を通し、ＰＣ鋼材に張力を与える。さらに、ＰＣ鋼材に張力を与えた状態で、ＰＣ鋼材とコンクリートを一体化させるとともに、ＰＣ鋼材の腐食を防止するために、シース管の内部にモルタルなどのグラウト材（ＰＣグラウト）を充填する。そして、グラウト材が固結したならば、ＰＣ鋼材に与えていた張力を開放し、コンクリートにプレストレスを与える。
【０００４】
上記したように、ポストテンション方式のＰＣ工法においては、ＰＣシース管の内部にモルタルなどのＰＣグラウト（以下、単にグラウトということがある）を充填している。そして、ＰＣシース管内にＰＣグラウトが充分に充填されておらず、シース管内に空隙が存在しているような場合、ＰＣ鋼材によってコンクリートに充分なプレストレスを与えることができないばかりでなく、ＰＣ鋼材が腐食して破断するおそれがある。このため、従来からシース管内のグラウトの充填状態を検査することが行なわれている。
【０００５】
従来、ＰＣシース管へのグラウトの充填状態の検査は、一般に次のような方法により行なわれている。
（ａ）シース管に孔をあけて充填度を観察する方法（穿孔法）：この方法は、コンクリートの表面からドリルで穿孔してＰＣシース管に孔をあけ、ＰＣグラウトが充填されているか否かを直接観察する方法である。
（ｂ）赤外線により温度差を検出する方法（赤外線法）：この方法は、コンクリート中に空気層が存在すると、空気が断熱材の役割を果たすために温度分布が生じることを利用するものである。すなわち、グラウトの充填量が少ないためにシース管中に空気溜りがあると、コンクリートの表面が日光等により加熱された場合、空気溜りに対応した部分の表面温度が高くなる。また、逆に、夜間などにコンクリートから熱が放射されると、空気溜りに対応した部分の表面温度が低くなる。このような性質を利用して赤外線によってコンクリートの表面温度を検出してグラウトの充填度を評価するものである。
（ｃ）超音波による方法（超音波法）：この方法は、コンクリートの表面からコンクリート中に超音波を入射し、その反射波によってシース管中の空隙を検出する方法である。
（ｄ）打音による方法（打音法）：この方法は、ＰＣ鋼材の一端に打撃などによって音波を与え、これを他端で受信して音の伝播速度や減衰状態などからシース管内の空隙の有無を判断する方法である。
（ｅ）Ｘ線の透過撮影による方法（Ｘ線透過法）：この方法は、コンクリート構造物の一側からＸ線を照射し、構造物の反対側に感光フィルムやイメージングプレートを配置して構造物の内部を映像化して空隙の有無を判断する方法である。
（ｆ）２素子レーダによる方法（２素子レーダ法）：この方法は、一対の送受信アンテナを備えた地中レーダによって、コンクリートの表面からコンクリート中に電波を放射し、コンクリート内部からの反射情報を映像化することによって欠陥を検知する方法である。
【０００６】
また、近年は、ＰＣシース管の内部に光ファイバを配置し、シース管内にＰＣグラウトを注入する前と後との温度とをシース管の長手方向に沿って連続的に測定し、両者の温度差からグラウトの充填度を評価する方法が提案されている（特許文献１）。さらに、透過力の大きな中性子線をＰＣ構造物の一側から照射し、構造物の反対側に透過した中性子または中性子線源側に後方散乱した中性子を検出してグラウトの充填度を検出する方法も提案されている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平１１−１４５７３号公報
【特許文献２】特開２００１−４１９０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したグラウトの充填度を検出する各方法は、それぞれ次のような欠点を有している。まず、（ａ）の穿孔法は、ドリルで孔をあけた位置の充填度しか検出することができず、シース管の全長にわたって検査することができない。また、穿孔法は、既設のＰＣ構造物の場合、コンクリートの表面からシース管の位置がわからないため、ドリルで孔をあける前に、非破壊検査によりシース管の位置を確認する必要がある。しかも、穿孔法は、硬いコンクリートに孔をあけて行なうため、１箇所の検査に時間がかかる。
【０００８】
（ｂ）の赤外線法は、コンクリート中に存在する空気層（空隙）がコンクリートの表面に近い場合に検出が可能で、一般のＰＣ床版のようにＰＣシース管の上にコンクリートが２０ｃｍもあるような構造物には適用することができない。また、コンクリートの加熱時と冷却時とに計測する必要があり、検査する時間が制約される。さらに、赤外線法は、日光の当たらない山の北側などのように、コンクリートが加熱されない場所では計測することができない。
【０００９】
（ｃ）の超音波法は、シース管の直上での計測が必要なため、地中レーダ等によって予め鉄筋の位置およびシース管の位置を把握しておく必要がある。また、点計測によってコンクリートの表面全体を計測するには、膨大な計測点における計測を必要とし、多大な計測時間を必要とする。そして、（ｄ）の打音法は、シース管の１本１本に音波（振動）を与える必要があり、検査に多くの時間を必要とする。また、打音法は、ＰＣ鋼材の一端に与えた音波を他端で検出して判断するため、シース管の長手方向のどの部分が充填不足になっているかを把握することができない。
【００１０】
（ｅ）のＸ線透過法は、Ｘ線を使用するために電離放射線傷害防止規則の適用を受け、作業現場における管理区域の確保、およびＸ線作業主任者による安全管理などが必要である。また、Ｘ線透過法は、Ｘ線をＰＣ構造物の反対側に透過させる必要があるため、ＰＣ構造物が厚い場合、たとえシース管がコンクリートの表面近くにあったとしても検出することができない。そして、大きな構造物においては、Ｘ線源と反対側の背面にＸ線フィルムを貼付することが大変で、多くの人手と時間とを必要とする。さらに、Ｘ線透過法は、鉄筋の直下にシース管がある場合、鉄筋の画像とシース管の画像とが重なるためにシース管を検出することができない。そして、Ｘ線透過法は、撮影したフィルムを持ち帰って現像する必要があり、現場で判定することができない。また、（ｆ）の２素子レーダ法は、垂直断面映像により検査結果を評価するため、鉄筋およびＰＣシース管を検知することが可能であるが、グラウトの充填不足まで検知できるような情報を得ることができない。
【００１１】
そして、特許文献１に記載の光ファイバを用いて温度を検出する方法（光ファイバ温度検出法）は、シース管にグラスファイバを配置していない既設のＰＣ構造物には適用することができない。また、光ファイバ温度検出法は、各シース管のそれぞれにグラスファイバを配置し、各シース管の温度を１本ずつ測定する必要があり、測定に多くの時間を必要とする。しかも、光ファイバ温度検出法は、ＰＣグラウトを注入する前と後との温度差を求めるため、グラウトの温度とシース管内部の温度とが異なるようにグラウトを調整する必要があり、また温度計測の時間的制約がある。
【００１２】
特許文献２の中性子を利用する方法（中性子線法）は、透過方式である場合、ＰＣ構造物が厚いときや、中性子源の反対側に検出器を配置できない箇所では、計測することができない。また、透過方式は、ＰＣ構造物の両側に配置した中性子源と検出器とを対応させて移動させる必要があり、両者の位置合わせが困難である。そして、中性子の後方散乱を利用する散乱方式では、静止計測の手法であって、連続的に計測することができず、ＰＣ構造体の全体を計測するのに多くの時間と労力とを必要とする。
【００１３】
本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされたもので、ＰＣグラウトのＰＣシース管への充填度を容易、確実に検出できるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の目的を達成するために、本発明に係るＰＣグラウトの充填度検出方法は、ＰＣ構造物中に送信波を放射し、その反射波を受信して前記ＰＣ構造物中における反射強度の分布を求め、前記強度分布に基づいて、前記ＰＣ構造物中のＰＣシース管の長手方向に見た透視画像を作成し、前記透視画像からＰＣグラウトの前記ＰＣシース管への充填度を検出することを特徴としている。透視画像は、ＰＣシース管の長手方向に沿って所定長さごとに作成することが望ましい。
【００１５】
そして、上記充填度検出方法を実施するためのＰＣグラウトの充填度検出装置は、ＰＣ構造物中に送信波を放射する複数の送信アンテナと、これら各送信アンテナの放射した前記送信波の前記ＰＣ構造物中からの反射波を受信する複数の受信アンテナと、前記各送信アンテナと前記受信アンテナとの少なくともいずれか一方を前記ＰＣ構造物の表面に沿って移動させる移動手段と、この移動手段の位置を検出する位置検出部と、前記各受信アンテナが受信した前記反射波と前記位置検出部の検出信号とに基づいて、前記ＰＣ構造物中の前記送信波の反射強度分布を求めるとともに、求めた反射強度分布に基づいて、前記ＰＣ構造物中のＰＣシース管の長手方向に見た透視画像を求める透視画像作成部と、を有することを特徴としている。透視画像作成部は、ＰＣシース管の長手方向に沿って所定長さ方向ごとの透視画像を作成する構成にするとよい。
【発明の効果】
【００１６】
上記のごとくなっている本発明は、ＰＣ構造物中の送信波に対する反射強度を求めたのち、これをシース管の長手方向に見た透視画像に変換する。このため、受信した反射波に対応した信号（受信信号）がシース管の長手方向に沿って重ね合わされて合成されるため、受信信号が強められてシース管中に空隙があるか否か、すなわちＰＣグラウトのＰＣシース管への充填度を容易、確実に検出、評価することができる。そして、シース管の長手方向に沿って、所定長さごと（例えば、２０〜５０ｃｍごと）の透視画像を求めることにより、シース管のどの位置がグラウトの充填不足であるかを容易に把握することができる。なお、送信波は、電波または超音波などを使用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態に係るＰＣグラウトの充填度検出方法および装置の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るＰＣグラウトの充填度検出装置の概略構成ブロック図である。図１において、充填度検出装置１０は、移動手段である移動台車１２に送受信部１４が搭載してある。移動台車１２は、車輪１６を備えた例で、例えば手押し式の台車であって、ＰＣ構造物の上を自由に移動できるようにしてある。そして、いずれか１つの車輪１６には、ロータリエンコーダ１８が取り付けてあって、移動台車１２の移動距離を検出できるようにしてある。なお、移動台車は、自走式であってもよい。
【００１８】
送受信部１４は、複数の送信アンテナ２０と複数の受信アンテナ２２とを有しており、アレイアンテナとして構成してある。すなわち、送受信部１４は、図２に示したように、送信アンテナ（Ｔ）２０と受信アンテナ（Ｒ）２２とを交互に、かつ直線状に配置した構造を有している。さらに、送受信部１４は、実施形態の場合、前列２６と後列２８との２列からなっていて、それぞれの列が複数の送信アンテナ２０と複数の受信アンテナ２２とを交互に配置した構造となっている。そして、実施形態の場合、前列２６と後列２８とでは、アンテナ２０、２２の位置が列に沿って約半分ずらせてあり、前列２６と後列２８とで異なった位置または反射角の反射波（エコー）を検出できるようにしてある。
【００１９】
このようになっている送受信部１４は、ＰＣグラウトのＰＣシース管への充填度を検査する場合、列２６、２８がＰＣシース管の軸線と平行になるように配置され、図２の矢印３０に示したように、列２６、２８と直交した方向に移動させられる。すなわち、移動台車１２は、図２に示したＰＣ構造物であるＰＣ床版３２の上に配置され、ＰＣシース管３４の軸線と直交した方向に移動させられる。このＰＣ床版３２は、実施形態の場合、コンクリート３６内の上下部に上側配筋３８と下側配筋４０とが設けてある。上側配筋３８と下側配筋４０とは、それぞれ多数の鉄筋４２を格子状に組んで形成してある。そして、ＰＣシース管３４は、上側配筋３８と下側配筋４０との中間に配置してある。ＰＣシース管３４は、ポリエチレンや硬質塩化ビニールなどの樹脂から形成してあり、内部に棒鋼やワイヤストランドなどからなるＰＣ鋼材が配置してあるとともに、モルタルなどのＰＣグラウトが充填していある。
【００２０】
充填度検出装置１０は、図１に示したように、ロータリエンコーダ１８の出力信号（パルス）が入力する台車位置演算部５０を有する。台車位置演算部５０は、ロータリエンコーダ１８とともに位置検出手段を構成していて、ロータリエンコーダ１８の出力信号に基づいて、移動台車１２の走行距離を求め、基準位置に対する移動台車１２の現在位置を求める。また、充填度検出装置１０は、ロータリエンコーダ１８の出力信号が入力するトリガパルス発生器５２を有する。トリガパルス発生器５２は、出力側に発振制御部５４と切替え制御部５６とが接続してある。トリガパルス発生器５２は、ロータリエンコーダ１８の出力するパルスを計数し、所定パルス数ごとに発振制御部５４と切替え制御部５６とにトリガパルスを与える。
【００２１】
発振制御部５４は、発振器５８の駆動を制御するようになっていて、発振器５８の発振周波数（送信波の周波数）を制御する。発振器５８は、出力側に方向性結合器６０が接続してあり、送信波となる高周波信号を方向性結合器６０に出力する。方向性結合器６０は、発振器５８の出力した高周波信号の一部を、詳細を後述するエコー抽出部６２に出力するとともに、他の一部を送信用の増幅器６４に出力する。送信用増幅器６４は、方向性結合器６０からの信号を増幅し、送信切替え部６６を介して送信アンテナ２０に与える。送信アンテナ２０は、増幅器６４が出力した高周波の電波を送信波としてＰＣ床版３２中に放射する。
【００２２】
切替え制御部５６は、トリガパルス発生器５２からトリガパルスが入力すると、アンテナ切替え信号を生成し、送信切替え部６６と信号処理部７０とに与える。送信切替え部６６は、切替え制御部５６から入力するアンテナ切替え信号によってスイッチ素子が切り替えられ、複数の送信アンテナ２０を順次増幅器６４に接続し、増幅器６４が出力した高周波信号を送信アンテナ２０に与える。
【００２３】
各受信アンテナ２２は、送信波のＰＣ床版３２中からの反射波（エコー）を受信し、受信した反射波の強度に応じた受信信号をエコー抽出部６２に出力する。エコー抽出部６２の出力側には、詳細を後述する信号処理部７０が設けてある。この信号処理部７０は、エコー抽出部６２の出力信号に基づいて、ＰＣ床版３２の内部の三次元画像およびＰＣシース管３４の長手方向に見た透視画像を作成して表示部７２に表示する。
【００２４】
エコー抽出部６２は、図３に示したように、複数の受信アンテナ２２（２２ａ〜２２ｎ）に対応した受信用の増幅器７４（７４ａ〜７４ｎ）を有する。各増幅器７４の出力側には、ミキサ７６（７６ａ〜７６ｎ）が設けてある。各ミキサ７６は、方向性結合器６０から発振器５８の出力した高周波信号が入力するようになっており、この高周波信号と増幅器７４の出力信号とを乗算して中間周波（ＩＦ）信号を生成し、出力側に設けた対応するＩＦ増幅器７８（７８ａ〜７８ｎ）に出力する。各ＩＦ増幅器７８の出力側には、Ａ／Ｄ変換器８０（８０ａ〜８０ｎ）が設けてある。Ａ／Ｄ変換器８０は、ＩＦ増幅器７８が出力したアナログ信号をディジタル信号に変換し、エコー抽出部６２の出力信号として信号処理部７０の反射強度検出部８２に送出する。
【００２５】
信号処理部７０は、反射強度検出部８２、チャンネルメモリ８４、三次元画像作成部８６、透視画像作成部８８を有する。反射強度検出部８２は、エコー抽出部６２のＡ／Ｄ変換器８０に対応して設けた反射強度演算器９２（９２ａ〜９２ｎ）から構成してある。これらの反射強度演算器９２には、Ａ／Ｄ変換器８０の出力信号が入力するとともに、台車位置演算部５０が求めた移動台車１２の位置情報と、切替え制御部５６の出力するアンテナ切替え信号とが入力するようになっている。そして、各反射強度演算器９２は、入力するこれらの信号に基づいて、ＰＣ床版３２の各点における内部の送信波に対する反射強度を深さに対応して求める。反射強度検出部８２の出力側に設けたチャンネルメモリ８４は、各反射強度演算器９２が求めた反射強度を、各反射強度演算器９２、すなわち各受信アンテナ２２に対応してＰＣ床版３２の位置、深さ情報とともにデータとして記憶する。
【００２６】
三次元画像作成部８６は、チャンネルメモリ８４に書き込まれたデータを読み出し、合成開口処理をしてＰＣ床版３２中の反射強度分布となる三次元画像を求める。透視画像作成部８８は、三次元画像作成部８６の出力側に設けてあって、三次元画像作成部８６の求めた三次元画像に基づいて、ＰＣシース管３４の長手方向（軸線方向）に見た透視画像を求める。この透視画像作成部８８は、ＰＣシース管３４の長手方向に沿って、所望の長さごとの透視画像を求めることができるようになっている。そして、透視画像作成部８８は、求めた透視画像を表示部７２に出力して表示する。
【００２７】
このようになっている実施形態に係る充填度検出装置１０による、ＰＣグラウトのＰＣシース管３４への充填度の検査、評価を、図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明においては、ＰＣ床版の検査を例にして説明する。
【００２８】
まず、図４のステップ１００に示したように、ＰＣ床版３２の検査範囲を設定する。次に、原点となる基準点（基準位置）を定めるとともに、設定した検査範囲に計測線（図示せず）をマーキングする（ステップ１０２）。すなわち、移動台車１２を移動（走行）させる線をＰＣ床版３２の表面に描く。この計測線は、ＰＣ床版３２中に配置したＰＣシース管３４と直交するようにマーキングする（図２参照）。その後、図１に示した移動台車１２を計測線に沿って移動させ、移動台車１２による計測を行なう（ステップ１０４）。この移動台車１２による計測は、次のようにして行なわれる。
【００２９】
移動台車１２を計測線に沿って移動させると、車輪１６の回転に伴ってロータリエンコーダ１８が回転し、所定の回転角度ごとにパルスを出力する。台車位置演算部５０は、ロータリエンコーダ１８の出力するパルスを読込み、移動台車１２の移動量（走行距離）を演算し、移動台車１２の基準点に対する位置を算出する。そして、台車位置演算部５０は、求めた移動台車１２の位置を、図３に示したように、信号処理部７０の反射強度検出部８２を構成している各反射強度演算器９２に与える。
【００３０】
一方、トリガパルス発生器５２は、ロータリエンコーダ１８の出力するパルスを計数し、所定の計数値、例えば移動台車１２の１ｃｍの移動量に相当するパルス数に達すると、トリガパルスを発振制御部５４と切替え制御部５６とに出力し、図示しないカウンタをリセットする。発振制御部５４は、トリガパルス発生器５２の出力するトリガパルスに同期して発振器５８を駆動し、発振器５８に高周波信号を出力させる。発振器５８の出力した高周波信号は、方向性結合器６０に入力し、一部がエコー抽出部６２の各ミキサ７６に与えられ、他の一部が増幅器６４に入力する。増幅器６４は、方向性結合器６０からの高周波信号を増幅して送信切替え部６６に入力する。
【００３１】
切替え制御部５６は、トリガパルス発生器５２からトリガパルスが入力されると、アンテナ切替え信号を生成して信号処理部７０に入力するとともに、送信切替え部６６に与えて送信切替え部６６を制御し、複数の送信アンテナ２０を順次切り替えて増幅器６４に接続する。増幅器６４に接続された送信アンテナ２０は、図５に示したように、増幅器６４が出力する高周波信号をＰＣ床版３２中に送信波（送信信号）１２０として放射する。ＰＣ床版３２の内部を伝播する送信波１２０は、一部が鉄筋４２やＰＣシース管３４によって反射され、反射波（反射信号）１２４（１２４ａ、１２４ｂ）として送信波１２０の入射方向に戻ってくる。
【００３２】
図５（１）に示したように、ＰＣシース管３４の内部にＰＣグラウト１２６が充填されている場合、ＰＣシース管３４からの反射係数が小さくなって反射波１２４ａのように反射強度（反射波の強さ）が小さくなる。これに対して、同図（２）に示したように、ＰＣシース管３４の内部にＰＣグラウト１２６が充填されておらず、ＰＣシース管３４内に空隙１２８が形成されている場合、ＰＣシース管３４の反射係数が大きく、ＰＣシース管３４からの反射波１２４ｂの強度が大きくなる。したがって、反射波１２４の強度を解析することにより、ＰＣシース管３４内部のＰＣグラウト１２６の充填度を検出、評価することができる。
【００３３】
ＰＣシース管３４からの反射波１２４は、各受信アンテナ２２によって受信される。各受信アンテナ２２は、受信した反射波１２４の強度に応じた電気信号を、エコー抽出部６２の対応する増幅器７４に受信信号として入力する。各増幅器７４は、受信信号を増幅して対応するミキサ７６に送出する。ミキサ７６は、方向性結合器６０から入力する高周波信号と増幅器７４の出力信号とを混合（乗算）し、中間周波信号（ＩＦ信号）を出力側に設けたＡ／Ｄ変換器８０に出力する。Ａ／Ｄ変換器８０は、ＩＦ増幅器７８が増幅したアナログのＩＦ信号をディジタル信号に変換し、信号処理部７０の反射強度検出部８２に送出する。なお、Ａ／Ｄ変換器８０は、切替え制御部５６の出力するアンテナ切替え信号が入力するようにし、アンテナ切替え信号に同期してＡ／Ｄ変換するようにしてもよい。
【００３４】
反射強度検出部８２の各反射強度演算器９２には、対応するＡ／Ｄ変換器８０の出力信号が入力するとともに、前記したように台車位置演算部５０が求めた移動台車１２の位置と、切替え制御部５６の出力するアンテナ切替え信号とが入力するようになっている。そして、反射強度演算器９２は、台車位置演算部５０の求めた移動台車１２の位置情報に基づいて、基準位置に対する各受信アンテナ２２の位置を演算する。また、反射強度演算器９２は、切替え制御部５６の出力するアンテナ切替え信号と、Ａ／Ｄ変換器８０から入力する信号とに基づいて、ＰＣ床版３２の内部における反射強度を深さ方向の位置に対応して求める。すなわち、反射強度演算器９２は、送信アンテナ２０が送信波を放射してから受信アンテナ２２が反射波を受信するまでの時間差に基づいて、送信波が反射された深さを求める。そして、反射強度演算器９２は、求めた反射波の強度をチャンネルメモリ８４に書き込む。チャンネルメモリ８４は、各反射強度演算器９２が求めた反射波１２４の強さを受信アンテナ２２の位置情報、ＰＣ床版３２の深さ情報と対応して記憶する。
【００３５】
移動台車１２による計測が終了すると、充填度の評価を行なう。すなわち、図示しない入力部を介して信号処理部７０に画像作成命令を与えると、三次元画像作成部８６がチャンネルメモリ８４に記憶されている反射強度のデータを読み出す。そして、三次元画像作成部８６は、受信アンテナ２２についての合成開口処理をし（図４ステップ１０６）、ＰＣ床版３２中における反射強度の分布を求め、反射波１２４の強度に応じた半透明の三次元画像を作成し（ステップ１０８）、透視画像作成部８８に出力する。
【００３６】
透視画像作成部８８は、予め与えられた透視画像の作成条件に基づいて、三次元画像作成部８６が作成したＰＣ床版３２内の三次元画像から、ＰＣシース管３４の長手方向に沿って、設定された所定長さごと（例えば、２０〜５０ｃｍごと）の三次元画像情報を切り出し、ＰＣシース管３４の軸線方向に見た透視画像を作成し（ステップ１１０、１１２）、表示部７２に出力して表示する。これにより、ＰＣシース管３４の長手方向に沿った反射波１２４の強度が、各受信アンテナ２２よって図６（１）に示したように受信された場合、透視画像においては、ＰＣシース管３４の長手方向の各反射波１２４が重ね合わされ、同図（２）に示したような合成信号１３０となる。このため、表示部７２に表示された透視画像（図示せず）において、ＰＣ鋼材１２２の画像が合成信号１３０の強度に応じて濃く着色されて標示される。なお、表示部７２は、ＰＣシース管３４にＰＣグラウト１２６が充填されている場合、ＰＣシース管３４からの反射波１２４の強度が弱いため、透視画像においてＰＣシース管３４がほとんど表示されないように調整されている。
【００３７】
作業者は、配筋図やＰＣ床版３２の側面から鉄筋４２とＰＣシース管３４との位置を確認する（ステップ１１４）。そして、作業者は、表示部７２に表示された透視画像に基づいて、ＰＣシース管３４へのＰＣグラウト１２６の充填度を判定する（ステップ１１６）。なお、ＰＣグラウト１２６の充填度が充分でないＰＣシース管３４が見つかった場合、ＰＣシース管３４の軸方向の長さをより短くした透視画像を作成することにより、充填不足の位置をより正確に把握することができる。
【００３８】
このように、実施の形態においては、アレイアンテナからなる送受信部１４によってＰＣシース管３４、すなわちＰＣ鋼材１２２を検出するようにしているため、ＰＣシース管３４が鉄筋４２の直下にあった場合であっても、鉄筋４２に妨げられることなく非破壊で容易、確実に検出することが可能となる。しかも、ＰＣシース管３４の長手方向（軸線方向）に見た透視画像を作成し、反射波１２４を重ね合わせて重合信号１３０を得、重合信号１３０の強さによって画像を着色しているため、複雑な判定作業を必要とせずにＰＣグラウト１２６の充填度を容易に評価することができる。また、ＰＣ床版３２の内部を現場において画像として表示できるため、ＰＣグラウト１２６の注入直後に充填度の評価をすることができ、注入不足の場合は、ＰＣグラウト１２６が固結する前にＰＣグラウト１２６を再注入して修理することが可能となる。そして、既設のＰＣ構造物に対する検査を行ない、ＰＣグラウト１２６の注入不足部の箇所を検出することが可能で、補修すべき箇所を容易、正確に検出することができる。
【００３９】
なお、前記実施形態においては、送信波が電波である場合について説明したが、超音波などであってもよい。また、実施の形態においては、ＰＣグラウト１２６のＰＣシース管３４への充填度を作業者が評価する場合について説明したが、信号処理部７０に充填度の評価部を設け、実験やシミュレーションに基づいて、充填度に応じて色分け表示をしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態に係るＰＣグラウトの充填度検出装置の概略構成ブロック図である。
【図２】実施の形態に係る送受信部の説明図である。
【図３】実施の形態に係るエコー抽出部と信号処理部との詳細ブロック図である。
【図４】実施の形態に係る充填度検出装置による充填度評価の手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】ＰＣグラウトの充填度の相違による反射波の説明図である。
【図６】実施の形態に係る透視画像における反射波の重ね合わせを説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０………充填度検出装置、１２………移動手段（移動台車）、１４………送受信部、１８、５０………位置検出手段（ロータリエンコーダ、台車位置演算部）、２０………送信アンテナ、２２………受信アンテナ、３２………ＰＣ構造物（ＰＣ床版）、３４………ＰＣシース管、５８………発振器、６０………方向性結合器、６２………エコー抽出部、７０………信号処理部、７２………表示部、８２………反射強度検出部、８６………三次元画像作成部、８８………透視画像作成部、１２０………送信波、１２２………ＰＣ鋼材、１２４ａ、１２４ｂ………反射波、１２６………ＰＣグラウト、１２８………空隙。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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